Aguas Residuales En La Refinacion Del Petroleo 1t205l

PRESENTACIÓN

El presente trabajo monográfico trata específicamente sobre la problemática de las AGUAS RESIDUALES EN LA INDUSTRIA DE LA REFINACION DEL PETROLEO; pero, dada la importancia del tema, se ha optado –en un Primer Capítulopor dar alcances generales respecto a las nociones de Refinación del Petróleo, así como referirme a la contaminación producida; para, una vez comprendidas y entendidas estas nociones generales, entrar de lleno a lo que es la problemática de las aguas residuales de la refinación del petróleo. Los estudios de morbimortalidad realizados recientemente por organismos internacionales revelan un alto impacto humano en constante aumento. Un estudio presentado por las Naciones Unidas revela que hay problemas ambientales en todo el mundo, pero son fundamentalmente las personas más pobres habitantes del tercer mundo, y en particular los niños, los que tienen mayor índice de riesgo. "En las regiones más pobres del mundo, uno de cada cinco niños no vivirá para celebrar su quinto cumpleaños, la mayoría de ellos a causa del medio en el que viven y de enfermedades que en otros países son perfectamente evitables". El Perú no es ajeno al problema ambiental. En este contexto un factor contaminante es el transporte y carga de hidrocarburos. En este sentido en el presente trabajo monográfico, se intenta describir los alcances de este problema, analizando las causas y proponiendo algunas alternativas de solución que permitan evitar y reducir los índices de contaminación que en la actualidad se presentan.

OBJETIVO Determinar si el proceso de refinación de petróleo repercute gravemente en el

medio ambiente al consumir grandes cantidades de agua y por la contaminación de residuos industriales no biodegradables.

IMPORTANCIA En nuestras sociedades el petróleo y sus derivados son imprescindibles como fuente de energía y para la fabricación de múltiples productos de la industria química, farmacéutica, alimenticia, etc. Por otro lado, alrededor del 0,1 al 0,2% de la producción mundial de petróleo acaba vertido al mar. El porcentaje puede parecer no muy grande pero son casi 3 millones de toneladas las que acaban contaminando las aguas cada año, provocando daños en el ecosistema marino. La mayor parte del petróleo se usa en lugares muy alejados de sus puntos de extracción por lo que debe ser transportado por petroleros u oleoductos a lo largo de muchos kilómetros, lo que provoca espectaculares accidentes de vez en cuando. Estas fuentes de contaminación son las más conocidas y tienen importantes repercusiones ambientales, pero la mayor parte del petróleo vertido procede de tierra, de desperdicios domésticos, automóviles y gasolineras, refinerías, industrias, etc. Se han ensayado distintas técnicas para limitar o limpiar los vertidos del petróleo. Pronto se comenzaron a usar detergentes y otros productos, pero se ha comprobado que los productos de limpieza utilizados causan más daño ecológico que el propio petróleo vertido. Actualmente se emplean productos de limpieza menos dañinos y diferentes técnicas y maquinarias, como barreras flotantes, sistemas de recogida, etc., que en algunos casos pueden ser bastante eficaces, aunque no son la solución definitiva. Evitar la contaminación es la única solución verdaderamente aceptable.

INTRODUCCIÓN

La Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, establece que todas las descargas de aguas residuales en ríos, cuencas, vasos, aguas marinas y demás depósitos o corrientes de agua, deberán satisfacer las normas técnicas ecológicas que establezcan los límites máximos permisibles de contaminantes en dichas descargas, a fin de asegurar una calidad del agua satisfactoria para el bienestar de la población y el equilibrio ecológico. Toda vez que para prevenir el deterioro ecológico en las principales cuencas hidrológica, se requiere controlar, entre otras, las descargas de aguas residuales del sector industrial. La industria de refinación de petróleo crudo, sus derivados y petroquímica básica, genera desechos orgánicos e inorgánicos mezclados con aguas excedentes de los procesos de producción, así como aguas de servicio, las cuales, al ser descargadas en los cuerpos de agua modifican las características fisicoquímicas y biológicas naturales de estos cuerpos, disminuyendo en consecuencia su capacidad de autodepuración. Por el tipo y la cantidad de contaminantes que caracterizan a las aguas residuales de la industria de refinación de petróleo crudo, sus derivados y petroquímica básica, sus descargas a los cuerpos de agua, además de impedir o limitar su uso, produce efectos adversos en los ecosistemas, por lo que es necesario fijar los límites máximos permisibles de contaminantes en estas descargas. Para la determinación de los límites máximos permisibles, se estudian las posibilidades técnicas de remoción de contaminantes que genera esta industria, de acuerdo con las experiencias nacionales y la bibliografía internacional al respecto. Asimismo, se considera la factibilidad técnica y económica de instrumentar procesos de depuración por parte de los responsables de las descargas y la efectividad de estos procesos en el control de las fuentes generadoras. Es posible no rebasar los límites máximos permisibles fijados para la industria de refinación de petróleo crudo, sus derivados y petroquímica básica, con diferentes sistemas de tratamiento, que den resultados similares a los que se obtienen con la aplicación de los siguientes procesos: Igualación, separación de grasas y aceites, precipitación química del cromo, oxidación de sulfuros, sedimentación y tratamiento biológico.

CAPÍTULO I GENERALIDADES 1.1. Refinación del petróleo El petróleo, tal como se extrae de las profundidades de la tierra o del mar mediante perforaciones profundas, no es utilizable como combustible ya que requiere de altas temperaturas para arder.1 Para poder aprovecharlo como fuente de energía y/o materia prima es necesario separarlo en fracciones adecuadas para preparar, a partir de ellas, los productos para las diferentes aplicaciones que requiere el mercado.

Una vez que el crudo es extraído, se transfiere a depósitos donde se separa el agua, residuos sólidos y además el gas natural que contiene principalmente metano (80%), etano (10%) y propano más butano (10%). Luego, se transporta hacia las refinerías en camiones, trenes, barcos o a través de oleoductos.

1

http://iquimica.blogspot.com/2005/10/refinacin-del-petrleo.html

En las refinerías se efectúan las separaciones en inmensas torres de fraccionamiento, sometiéndolo a destilación fraccionada conocida como proceso de Topping o destilación primaria. El fundamento de estas separaciones es la diferencia en el punto de ebullición de los componentes en una mezcla líquida.

En las refinerías el proceso consiste en bombear continuamente el petróleo y calentarlo primero a temperaturas entre 370 – 400º C en una caldera para que ingrese, convertido en vapor, a lo torre de destilación. Los vapores suben a través de los pisos y en ese ascenso, se van enfriando y condensando las diferentes fracciones en los distintos niveles según la temperatura en que licuan.

Las fracciones más livianas se condensan en los pisos superiores, más fríos; algunos gases sales y otros se condensan regresando como reflujo. En los pisos inferiores se condensan las fracciones más pesadas y en la base queda el residuo no vaporizado.

El residuo, también conocido como fuel oil (aceite combustible), se somete a una nueva destilación a alto vacío para recuperar más combustible. Mediante la destilación al vacío se consigue que estos hidrocarburos pesados destilen a más baja temperatura evitando la descomposición térmica. Se obtienen 2 fracciones, una de destilado y otra de residuos sólidos.

De la fracción destilada se obtienen lubricantes para motores de aviones y automóviles, parafina sólida y vaselina. También sirve como materia prima para preparar más gasolina y diesel. El residuo contiene asfalto y coque, utilizable este último como combustible en altos hornos. Casi el total del petróleo que se procesa en las refinerías se destina a ser usado como combustible, es decir, se quema. Entre los combustibles más importantes para la sociedad actual se encuentran la gasolina y el diesel.

1.2. EL CONSUMO DE PETRÓLEO ENERGÍA A NIVEL GLOBAL Los principales consumidores de energía constituyen los países de la OCDE. Si hacemos un análisis de la evolución del consumo mundial de petróleo veremos que en los últimos años nuevos países y regiones han aumentado su consumo anual, y por lo mismo, su porcentaje en el consumo total de crudo a nivel global. Aunque en el año 1973, los países de la OCDE consumían el 61,7% del consumo global y en el 2003 este porcentaje bajó al 51,5%, esto no significa que hayan consumido menos, sino que otros países participaron mas en el consumo total. El consumo global de energía en 1973 fue de 4606 Mtoe (millones de toneladas de equivalente de petróleo), de las cuáles los países del OCDE consumieron aproximadamente 2855 Mtoe. En el año 2003, el consumo global fue de 7287 Mtoe, de las cuáles aproximadamente 3750 Mtoe fueron consumidas por los países del OCDE.

REGION

OCDE Unión Soviética China Asia (excluyendo China) América Latina Medio Oriente África

Porcentaje del total 4606 Mtoe 1972 61,7% 12,8 8,0 7,1 3,8 0,9 4,2

Porcentaje del total 7287 Mtoe 2003 51,5% 8,5% 12.3 12,1 5,0 4,0 5,7

Si nos referimos sólo a petróleo crudo, veremos que el sector que más crudo consume es el del transporte (57,8% en el 2003), seguido por la industria (19,9% en 2003), luego

otros sectores como la agricultura, los servicios públicos y uso residencial (15,7%) y finalmente usos no energéticos del petróleo (por ejemplo la petroquímica) que significó el 6,6% del consumo total de crudo en el 2003. Si se hace una comparación desde 1973, podemos ver que el sector del transporte incrementó su porcentaje en consumo global de petróleo. En ese año el % del consumo total de petróleo fue del 43,2%, en tanto que la industria representó el 26,7% del total. En cuanto al consumo del gas, podemos ver que la industria representa el principal consumidor de este hidrocarburo (45,3% en 2003) y el transporte apenas representa el 5,2%, pero con una tendencia al alza. Otros sectores como la agricultura, los servicios básicos y las residencias consumieron el 49,5% del total. En cuanto a la refinación del petróleo en el siguiente cuadro se resume la evaluación en la capacidad de refinación por región. Región Países OCDE Medio Oriente Unión Soviética (1973) (ex URRS en 2003) Otros europeos China Asia (excluyendo China) América Latina África

1973 % del total (2739 Mt) 66.6 4,0 12,4

2003 % del total (3676 Mt) 57,3 8,5 7,3

1,5 1,5 3,3 9,0 1,7

0,8 6,5 9,7 6,3 3,6

Al igual que con el consumo de crudo, hay una disminución de porcentaje de la cantidad de refinación de petróleo entre los países del OCDE, así como en los países que conforman la ex URSS, en los países europeos que no son parte de la OCDE y en América Latina. Si se hace un análisis país por país, vemos que el país que tiene la mayor capacidad de refinación de destilados es Estados Unidos. En este país se refina el 20,3% del total a nivel global y es seguido muy de lejos por Rusia (10,1%), China (7%) y Japón (5,7%). Las empresas de refinación más grande del mundo son: 

Cosmo Oil Company Ltd (Japón)



Nipon Oil Corp (Japón)



Showa Shell Sekiku KK (Japón)



Toen General Sekiku KK (Japón)



Valero Energy Corp. (EE UU)

En el siguiente cuadro presentamos datos de los principales países productores, exportadores e importadores de productos derivados de petróleo: PAIS

PRODUCTORES Mt 832 229 202 181 121 116 111 103 8 89

EE UU China Japón Rusia India Alemania Corea Canadá Italia Arabia Saudita Países Bajos Singapur Kuwait Venezuela Reino Unido Francia España Resto del1519 mundo TOTAL 3601

PRODUCTORES % del total mundial 23,1 6,4 5,6 5,0 3,4 3,2 3,1 2,9 2,7 2,5

EXPORTADORES IMPORTADORES Mt Mt 83 38 49 67

28

36 25

23 67

18

66 47 32 24 23

50 45

42,1

418

31 24 347

100

840

746

En este cuadro podemos apreciar que Estados Unidos es a la vez el principal productor y el principal importador de productos derivados de petróleo a nivel mundial, lo que da cuenta de los niveles de consumo de productos hidrocarburíferos de ese país. Otros países como China, Japón, Alemania, Corea e Italia, son también a la vez importadores y productores de productos derivados de petróleo. Por otro lado, países como Holanda, Singapur, Italia y Corea son importadores y exportadores de productos derivados de petróleo. Países como Arabia Saudita, el Reino Unido, Venezuela y Rusia, son solo exportadores. Los principales refinados del petróleo son: destilados (32,4%), Heavy Fuel Oil (16,9%), LPG/Etano/Naphta 8,2%, gasolina de motor 24,4%, combustibles de aviación 5,9%. Fuente: Internacional Energy Agency. 2005. Key World Energy Statistics.

2. Refinación del Petróleo

El petróleo crudo no es directamente utilizable, salvo a veces como combustible. Para obtener sus diversos subproductos es necesario refinarlo, de donde resultan los productos acabados. El petróleo crudo es una mezcla de diversas sustancias, las cuales tienen diferentes puntos de ebullición. Su separación se logra mediante el proceso llamado “destilación fraccionada”. Esta función está destinada a las refinerías. Una refinería es una planta industrial destinada a la refinación de petróleo la cual, mediante un proceso determinado, se obtiene diversos combustibles fósiles capaces de ser utilizados en motores de combustión: gasolina, gasóleo, etcétera. Adicionalmente, y como parte natural del proceso, obtiene diversos productos tales como aceites minerales y asfaltos. El primer paso en el proceso de refino es la destilación atmosférica realizada en las unidades de crudo. El crudo calentado entra en la torre de crudo en la que se separan los diferentes componentes del petróleo según sus puntos de ebullición. Obtenemos GLP, nafta, keroseno, gasóleo, y un componente residual llamado residuo atmosférico. Este residuo se calienta y entra a las unidades de vacío en las que se extrae el gasoil de vacío, dejando como producto residual el residuo de vacío. Los productos obtenidos en las unidades de crudo y vacío se tratan para conseguir productos comerciales en la forma siguiente: 

Los gases ligeros (metano y etano) se endulzan para eliminar el ácido sulfhídrico



y se aprovechan como combustible en la propia refinería. El GLP se separa en propano y butano que son envasados a presión o usados



como materia prima para producir etileno y propileno y combustible para automóviles. Las naftas se tratan en las unidades de reformado catalítico para mejorar sus



cualidades y se mezclan para obtener gasolinas comerciales. La fracción ligera de la nafta también se procesa en unidades de isomerización para mejorar su índice de octano. También puede ser usada para producir etileno y propileno. El keroseno es tratado para cumplir las especificaciones de combustible para



aviación o para usarse en la formulación del diesel de automoción. El gasóleo se lleva a las unidades de hidrodesulfuración, donde se reduce su



contenido en azufre, tras lo cual se usa para formular diesel de automoción o gasóleo de calefacción. El gasoil de vacío no es un producto final. Se lleva a las unidades de FCC (cracking catalítico fluído) donde a elevada temperatura y con presencia de un catalizador en polvo sus largas moléculas rompen y se transforman en componentes más ligeros como GLP, naftas o gasóleos. El gasoil de vacío



también puede convertirse en las unidades de hidrocraqueo, donde a unos 400440ºC y alta presión, en presencia de catalizadores apropiados se transforma también en GLP, naftas o gasóleos libres de azufre. Estas unidades producen un gasóleo de mejor calidad (con mejor índice de cetano) que las unidades de FCC. El residuo de vacío se puede utilizar como asfalto o bien someterlo a altísimas



temperaturas en las unidades de coque en las que se producen componentes más ligeros y carbón de coque que puede calcinarse para formar carbón verde. Este residuo de vacío también puede ser usado para fabricar fuelóleo, bien directamente o previa su conversión térmica en unidades de viscorreducción. En todas las refinerías se produce también azufre sólido, como subproducto, debido a las limitaciones impuestas a la emisión del dióxido de azufre a la atmósfera.

3. Problemática De Los Residuales En La Refinación Del Petróleo Los problemas que presentan los residuales peligrosos son muy complejos. Se reconoce que el desecho peligroso puede causar daños a la salud humana y al ambiente, que es necesario reducir su generación al mínimo, que se tiene que manejar adecuadamente y que tenemos que capacitar al generador para que cumpla con sus funciones y obligaciones. Ante la capacidad limitada de una dependencia para disponer de tecnología y del recurso económico, se antepone el propósito de la institución de lograr el concurso y participación de las dependencias involucradas para que desarrollen y apliquen técnicas ambientales que sean racionales y que conduzcan a reducir el residuo en la fuente, a incrementar su recirculación, a manejar y disponerlos adecuadamente y que agilicemos los procedimientos istrativos sin menoscabo del rigor requerido. En este orden de ideas, se presenta los principales procesos que se emplean para tratar residuales, los problemas que se enfrentan y algunas alternativas de solución.2 Tratamiento de residuales:

Lodos aceitosos 2

http://www.ine.gob.mx/ueajei/publicaciones/libros/35/tratamiento.html

Los lodos aceitosos se originan en los tanques de almacenamiento de crudo, combustóleo, gasóleo y en plantas de tratamiento de efluentes. Los lodos aceitosos están constituidos por parafinas, asfaltenos, agua y material inorgánico este último en pequeña proporción, pero englobado por hidrocarburos que dificultan su separación. Las tecnologías que hasta la fecha se han utilizado con resultados de tratamiento físicos, como por ejemplo la centrifugación, que permite recuperar hidrocarburos -del orden del 80%-, agua y sólidos. Los hidrocarburos se reprocesan, el agua se envía a la planta de tratamiento de efluentes, y se define el destino y disposición final del residuo después de practicarle el análisis respectivo. El actual esquema de tratamiento permite reducir de inmediato el volumen de residuo en 95% aproximadamente y reincorpora el hidrocarburo a los procesos de refinación. No obstante los buenos rendimientos que registramos, creemos conveniente ensayar nuevas y diversas tecnologías. Lodos plomizos Estos residuos se originan al añadir tetraetilo de plomo a la gasolina Nova. Las tecnologías actuales para tratar el residuo plomizo son el encapsulamiento con cemento el físicoquímico y el del lavado de los lodos plomizos con gasolinas vírgenes, para reincorporar a la gasolina el tetraetilo de plomo contenido en los residuos. Todos los tratamientos dan resultados satisfactorios, ya que todos los lodos tratados cumplen ampliamente con la normatividad que regula su disposición final. Lodos Blancos Los lodos blancos se generan en los procesos de tratamiento de agua de abastecimiento y de enfriamiento. En las torres de enfriamiento se sujeta el agua al mayor número posible de ciclos de recirculación. El lodo se adiciona a la cal durante su proceso de manufactura, sin que afecte la calidad del producto. Mediante análisis hemos comprobado que estos lodos no son peligrosos. La problemática que enfrentamos se refiere al traslado del residuo a las caleras y al bajo porcentaje de lodo que puede incorporar la cal. Aceites Gastados

El aceite gastado proviene del uso del lubricante en equipos dinámicos-bombas, motores, etcétera-. En la actual legislación se considera al lubricante gastado como peligroso. La mejor opción encontrada consiste en su reprocesamiento en la industria lubricantera. Escoria de calderas y calentadores La escoria proviene del uso de combustibles con alto contenido de azufre, vanadio y otros metales, en los equipos de calentamiento indirecto. La escoria se retira del hogar durante el mantenimiento general de las calderas o calentadores. Pretendemos que empresas especializadas recuperen los metales que contiene la escoria o en su defecto habrá que disponerla en confinamientos controlados . Sosas gastadas Solemos clasificar las sosas gastadas en dos tipos: las mercaptánicas y las fenólicas. Las primeras se originan en los tratamientos de remoción de azufre de los hidrocarburos gaseosos y las segundas en los tratamientos de remoción de compuestos orgánicos indeseables en los hidrocarburos líquidos, compuestos que denominamos fenoles. El problema de las sosas gastadas es que impactan en forma considerable a las plantas de tratamiento de agua. En el caso de las sosas gastadas de tipo mercaptánico, se ha instalado en las refinerías un tratamiento regenerativo, que ha permitido reducir progresivamente el residuo, hasta llegar a cantidades prácticamente despreciables. En lo que se refiere a las sosas gastadas de origen orgánico o fenólicas, actualmente acondicionamos instalaciones que nos permitan oxidar la parte orgánica, de suerte que dichas sosas puedan ser dispuestas en el sistema de tratamiento de efluentes. En forma paralela, hemos explorado la posibilidad de vender estos materiales a industrias, que por su propia naturaleza, puedan utilizar estos residuos como insumo. A la fecha, los resultados que hemos obtenido no reflejan el éxito que esperábamos, sin embargo, nuestro planteamiento sigue vigente. Propuestas de solución En síntesis, los avances en materia de disposición adecuada de recursos, se ha visto afectada en mayor o menor grado por: 

Falta de alternativas tecnológicas probadas en nuestras condiciones particulares.



Desconocimiento de la normatividad ambiental



nacional por muchas de las empresas prestadoras de servicios. Excesivos trámites para la aplicación de nuevos



esquemas de tratamiento y disposición de residuales. Diferentes interpretaciones de las entidades



relacionadas con la aplicación de la normatividad ambiental. Falta de reconocimiento y apoyo a las empresas



que promueven el reciclaje de residuales. Resoluciones istrativas que no consideran determinante el aspecto técnico de los sistemas de disposición final.

Por lo anterior, consideramos conveniente mencionar las siguientes propuestas de solución, que podrían aportar elementos de discusión que permitan satisfacer los objetivos propuestos de la reunión.  Llevar a cabo evaluaciones de tecnologías para 

formar un padrón confiable de las mismas. Difundir mediante reuniones nacionales



principales lineamientos en materia de residuales peligrosos. Otorgar incentivos a empresas que reduzcan sus



residuos, así como aquellas que los incorporen como materia prima en sus procesos o como energético alterno. Establecer lineamientos para que la disposición de



residuales sea económicamente atractiva, tanto para el generador de los mismos, como para el que los utiliza en su proceso productivo. Delimitar la responsabilidad del residual mediante

los

la actualización de la legislación vigente.

La industria petrolera tiene un importante impacto ambiental en sus fases de producción. En específico, el proceso de refinación de petróleo, ocasiona repercusiones ambientales

al consumir indiscriminadamente grandes cantidades de agua, así como por la contaminación con residuos industriales de alta toxicidad no biodegradables y la descarga de aguas contaminadas, La contaminación y el uso desmedido del agua es regulado por la “Ley de Aguas”,2 y establece en su artículo 7 fracción V que es de utilidad pública “la instalación de plantas de tratamiento de aguas residuales y la ejecución de medidas para reutilizar dichas aguas, así como la construcción de obras de prevención y control de la contaminación del agua” De acuerdo a lo señalado en la Ley de Aguas y tomando en consideración que el proceso de refinación del petróleo es una etapa en la que se da un consumo excesivo y una contaminación de grandes cantidades de agua, las refinerías de petróleo se ven obligadas a construir plantas de tratamiento de aguas.

4. Impactos Ambientales De Las Refinerias Una refinería es una instalación industrial sumamente compleja en la que se llevan a cabo procesos de distinta índole. Algunos de estos procesos conllevan la emisión a la atmósfera de gases, partículas y compuestos orgánicos volátiles. Entre los gases de incluyen; dióxido de carbono (CO2), óxidos de azufre (Sox) y óxidos de nitrógeno (Nox). Sus emisiones dependen directamente de la cantidad y calidad del combustible quemado. Una refinería emite gases a la atmósfera por dos mecanismos principales. El 60% de las emisiones son productos secundarios del proceso de la refinación y el 40% restante del consumo de energía en procesos para refinar el crudo. Las emisiones de Sox en una refinería (mayoritariamente en forma de SO2) tienen tres orígenes principales: combustión en hornos y calderas, unidad FCC (Craqueo Catalítico en lecho Fluidizado), gas residual de las Plantas de Recuperación de Azufre (PARA). Emisiones de Nox se generan durante la combustión con aire como comburente, donde se forma una mezcla de óxidos de nitrógeno. Estos son conocidos genéricamente como Nox, y están compuestos por 90-95% de NO y el resto de NO2. Emisiones de CO2. Las emisiones de CO2 de las refinerías se deben fundamentalmente al contenido de carbono del combustible consumido y al contenido de carbono de la alimentación a la planta de hidrógeno.

Emisiones de CO. Las principales emisiones de CO procedentes de una refinería se localizan principalmente en los procesos de combustión y en la unidad FCC. Las partículas emitidas por las refinerías contienen metales, incluyendo metales pesados, que son de dos grandes grupos de acuerdo a su procedencia: producidas durante la combustión en hornos y calderas, resultado de la manipulación de sólidos (catalizadores o coque). Emisiones de Componentes Orgánicos Volátiles (COVs). Las emisiones de COVs en las refinerías tienen cuatro orígenes principales: fugas y derrames de la red de tuberías y depósitos, emisiones procedentes del sistema de aguas residuales (separadores y plantas de tratamiento), pérdidas por evaporación en los tanques de almacenamiento, vapores procedentes de las estaciones de carga y trasiego. En las refinerías no es posible eliminar la generación de estos contaminantes (COV). Una consecuencia de la industria petrolera es una tasa más alta de mortandad en las poblaciones que viven en las regiones productoras de petróleo, en comparación con la población que vive en otras zonas. Las investigaciones muestran que el riesgo a morir de cáncer en las áreas productoras de petróleo es 260 veces más alta que en otras ciudades. Varios estudios han demostrado que la contaminación es permanente y acumulativa. Vivir en un área expuesta al petróleo y a las sustancias químicas en 30 años triplicará el riesgo de contraer leucemia u otras clases de cáncer.

5. Impactos

En El Agua

Los vertidos y aguas residuales van directamente a los cursos de agua, contaminándola. Datos de la industria muestran que una refinería podría generar aproximadamente 2 Hm3/año aguas residuales, las que son vertidas en cuerpos de agua. Normalmente, las aguas residuales contienen hidrocarburos, materiales disueltos, sólidos en suspensión, fenoles, amoníaco, sulfuros y otros compuestos. Dichas aguas proceden de: el vapor condensado, el agua de separación, la descarga procedente de la purga de torres de refrigeración y calderas, el agua de lavado, las aguas procedentes del proceso de desalación del crudo, el agua de neutralización de residuos ácidos y alcalinos, y otras aguas relacionadas con los procesos.

En los procesos de craqueo catalítico e hidrotratamiento, y siempre que se condensa vapor en presencia de gases con cantidades variables de sulfuro de hidrógeno (H2S) o amoniaco (NH3), se producen corrientes, conocidas como “aguas ácidas”. La industria estima que una cantidad entre el 0,5% y el 4% del crudo procesado podría salir en el agua residual antes de recibir cualquier tratamiento. Se emite además ciertas cantidades de COV s. La planta de coquización retardada da origen a una problemática específica relacionada con el tratamiento de aguas de proceso. En esta unidad el enfriamiento del coque formado se realiza por inyección directa de agua, que es recogida a través de la boca de salida del depósito de formación del coque.

Otra aplicación específica del agua en este proceso es su utilización a alta presión (> 200 bar) para cortar y separar la capa de coque depositada sobre las paredes del recipiente. Las aguas residuales procedentes de la producción de petróleo contienen una gran variedad de sustancias químicas, metales pesados y otras toxinas. Estas aguas residuales, sumamente contaminadas, se vierten a balsas abiertas antes de pasar al alcantarillado. Los gases y el petróleo de desecho son quemados en las chimeneas o directamente en las balsas. La salinidad de estas aguas residuales es 6 veces más alta que la concentración el en el Océano Pacífico y su contenido en metales pesados y sustancias químicas es equivalente a veneno puro para la flora y la fauna.3

6. Residuos Sólidos El 70% de la generación de los residuos se derivan del proceso propio de la refinación. Entre ellos se incluyen: lodos no pretratados (90%) y lodos tratados (10%), FCC, arcillas, absorbentes, asfalto, productos químicos de diversa índole, aceites, tierras contaminadas, escombros, chatarras. Los lodos contienen importantes cantidades de hidrocarburos y agua. Estos residuos pueden producir contaminación del suelo y de aguas subterráneas. Los residuos incluyen materiales pirofóricos (que pueden incendiarse). 3

http://www.zmag.org/spanish/1205aaen.htm

Los residuos en espera de retirada son almacenados en lugares específicamente diseñados para ellos. El almacenamiento puede dar lugar a problemas secundarios, tales como olores o contaminación de las aguas subterráneas debido a la percolación de las aguas de lluvia. La eliminación de residuos se hace en vertederos, almacenamiento subterráneo, incineración, pirólisis y biodegradación, cada uno de los cuales significa diferente grado de riesgos.

7. Requerimientos De Agua Las refinerías consumen grandes cantidades de agua. El agua se utiliza en los distintos procesos de refinación, como craqueo catalítico e hidrotratamiento, así como para el control de incendios, etc. Una refinería podría consumir aproximadamente 4 Hm3/año para uso en el proceso de refinado. En algunos casos, el agua proviene de embalses construidos específicamente para este propósito.

8. Riesgos a tomar en consideración: Por otra parte es también el momento de reflexionar sobre quién ocasiona más daños, y más irreversibles, a la biodiversidad de los mares y océanos, si, los vertidos de petróleo (no hablamos de los residuos nucleares e industriales llegados al océano por ríos, vertidos por buques o productos de hundimientos) o los efectos de la sobrepesca. Mucha gente se sorprenderá de saber que la sobrepesca es la fuente principal de destrucción de la biodiversidad marina, fruto de la actuación de flotas pesqueras con una enorme capacidad de captura y almacenamiento. [...] El petróleo contamina, no hay duda, y se deben extremar todas las medidas posibles para reducir su consumo y, consiguientemente, su transporte. Pero el petróleo representa hoy el 40% del consumo total de energía en los países desarrollados, y muchos de ellos, como España, no lo producen, o lo hacen en cantidades ínfimas, luego lo deben importar. Su transporte -cuyos riesgos sufrimos directamente en Canarias, donde también lo tratamos y lo consumimos- debe ser objeto de una vigilancia y control más eficaces.

[...] Sería conveniente profundizar en asuntos como las prospecciones petrolíferas en Canarias. Si existiese efectivamente petróleo asequible en aguas canarias, ¿habría que renunciar a su explotación racional y controlada, evitando daños medioambientales inaceptables? ¿Incluso si permitiese reducir nuestra dependencia energética y del turismo, mejorando nuestros niveles de bienestar A pesar de las muchas ventajas que para el mundo moderno proporciona el petroleo y sus derivados, no podemos dejar a un lado que es tambien un contaminante dramatico de la naturaleza. Es urgente una disminucion en el consumo de petroleo y derivados. En los ultimos años la contaminacion por hidrocarburos es recurrente en diferentes cursos de agua. La perforacion y el transporte de hidrocarburos constituyen una de las principales fuentes de contaminacion en los mares especialmente en zonas costeras. El transporte maritimo rutinario causa 2 veces mas contaminacion de los mares por hidrocarburos que los accidentes donde se derraman al mar. Las filtraciones y derrames de hidrocarburos ocacionan la degradacion de los ecosistemas y afectan especialmente aves y mamiferos marinos, tambien afectan a la reproduccion de peces, contaminan la cadena alimanticia. A lo largo pueden llegar a a producie modificaciones en algunos ecosistemas y la reduccion de la diversidad de las especies marinas. Pero la contaminacion por hidrocarburos no es sol la extraccion y el transporte sino tambienlas operaciones de refinamiento, y la utilizacion de los productos. De esta manera concluimos que el exceso en el uso de hidrocarburos provoca la contaminacion de los mares, del aire y por consecuencia de toda la naturaleza. Por esta razon es necesario ver que podemos hacer para frenar el problema y una buena manera es concientizarse de que es urgente utilizar medios........

9. Responsabilidad Internacional

Los proyectos petroleros insostenibles son una consecuencia directa de una estrategia económica que favorece en primer lugar a las compañías petroleras extranjeras y a los bancos internacionales, antes que a las comunidades locales. Los gobiernos están muy endeudados con el Fondo Monetario Internacional, y como resultado, se ven forzados a abrir las zonas de selva tropical que quedan vírgenes en la zona sur y este del Amazonas para exploración petrolífera. Cabe esperar que las consecuencias medioambientales, sociales y sanitarias para los residentes locales sean tan desoladoras como lo han sido para los del Oriente Superior. La comunidad internacional tiene que aceptar su responsabilidad por la destrucción y el sufrimiento que llevan consigo proyectos económicos como éstos y tomar medidas para asegurarse que no se llevan a cabo proyectos y políticas similares a éstos. Si no se crean y se ponen en marcha modelos y políticas económicas sostenibles alternativas, las poblaciones seguirán sufriendo pérdidas catastróficas e irreversibles.

CONCLUSIÓN En la actualidad existen varios métodos para tratar aguas residuales y así disminuir el impacto ecológico, pero aún hay mucho por hacer, también se están haciendo trabajos de investigación y desarrollo de nuevas técnicas para tratar el agua y para disminuir la contaminación de ésta en diversos países, para el futuro este es uno de los grandes retos de la humanidad. Aunque todo producto en exceso contamina (por ejemplo, el agua contamina la gasolina envasada), el petróleo tiene el problema de ser insoluble en agua y, por lo tanto, dificil de limpiar. Además, su color, olor y viscosidad lo hacen difícil de disimular. En general, los derrames de hidrocarburos afectan profundamente a la fauna y vida en el lugar, razón por la cual la industria petrolera mundial debe cumplir con normas y procedimientos muy estrictos en materia de protección ambiental.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://www.imacmexico.org/ev_es.php?ID=17380_201&ID2=DO_TOPIC http://www.monografias.com/trabajos/petroleo2/petroleo2.shtml http://www.webelpuente.com/ep0302/ecologia.html http://www.tecnun.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/11CAgu/160VerPe.htm http://www.mgar.net/mar/vertidos.htm http://iquimica.blogspot.com/2005/10/refinacin-del-petrleo.html http://www.ifai.org.mx/est_inv/2005/325.pdf

ANEXO 1 El proceso intensivo de la industria petroquímica está demandando cambios en la gestión medioambiental, para proteger el agua, el suelo y la atmósfera de contaminantes procedentes de las refinerías. Lenntech proporciona diferentes tipos de tecnologías y procesos para el agua residual y el procesado del agua de las industrias de refinerías. Refinerías de petróleo usan relativamente grandes volúmenes de agua, especialmente en procesos de refrigeración Procesos de refrigeración . De hecho, las aguas residuales de la industria petroquímica contienen generalmente productos químicos peligrosos, como los hidrocarburos, el fenol o amoniaca entre otros. Debajo veremos algunos de los residuos de las refinerías de petróleo y temas del proceso de aguas. Encuentre por favor debajo de una tabla para resumir las diversas clases de basuras generadas por las refinerías del petróleo: Contaminación Sistemas de refrigeración

aguas residuales contaminadas

Cantidades Aproximadas 3,5-5 m3 de agua residual generada por tonelada de petróleo bruto DBO 150-250 mg/l COD 300-600 mg/l fenol 20-200 mg/l aceite 100-300 mg/l (agua del desalter) aceite 5000 mg/l en el fondo del tanque benceno 1-100 mg/l metales pesados 0,1-100 mg/l

3 a 5 kilogramos por tonelada de petróleo bruto (80 % se debería considerar Residuos sólidos y lodos como desechos peligrosos debido a la presencia de metales pesados y sustancias orgánicas tóxicas) Emisiones de COV Otras emisiones

0,5 a 6 kg/ton petróleo bruto BTX ( benceno, tolueno y xileno) 0,75 a 6 g/ton de petróleo bruto Óxidos de sulfuro 0,2-0,6 kg/ton de petróleo bruto Óxidos del nitrógeno 0,006-0,5 kg/ton de petróleo bruto

(todos estos cálculos dependen de la configuración del proceso pero damos aquí una guía general) Recurso: Prevención y disminución de la contaminación, grupo Banco Mundial

ANEXO 2 Las compañías petroquímicas deben enfrentarse a varios temas: Sales en la materia base (corrosión y problemas de suciedad) y los compuestos aromáticos (fuente de COV):

Las refinerías del petróleo no les gustan las sales en su materia base puesto que éstas corroen y ensucian el equipamiento del proceso. El primer paso de la refinación es la desalación donde una colada de agua caliente extrae las sales. Si no es común utilizar inhibidores antioxidantes o que eviten la corrosión en el combustible. Si la materia base contiene productos aromáticos con buenas solubilidades como el benceno o el tolueno entonces algunos serán desalados en el efluente y este será la mayor fuente compuestos orgánicos volátiles en el agua residual de una refinería.

Compuestos aromáticos, orgánicos, aceites, grasas eliminados:

Un tratamiento directo de las aguas residuales es con el carbón activado reduce el contenido de los compuestos aromáticos debajo de los límites aceptables. Además, el carbón también captura el aceite, la grasa y otros compuestos orgánicos. El carbón activado también se utiliza para quitar los hidrocarburos pesados del hidrógeno y de corrientes de gases ligeros en la refinería. (tratamiento del gas de la refinería). Otro uso del del carbón activado es realzar el lodo activado de la refinería de petróleo. Esto está determinado por la adición de CAA (carbón activado accionado) en el lodo.

Fenol y nitrógeno amoniacal eliminado con un tratamiento biológico:

En orden de eliminar el Fenol y el nitrógeno la mejor solución es usar un tratamiento biológico gracias al peróxido de hidrógeno por ejemplo. Además usando un catalizador como el H2O2 es posible eliminar COD, DBO5 y la toxicidad de las aguas residuales. Los fenoles son transformados en compuesto menos biodegradables los cuales pueden ser eliminados por subsecuente coagulación y precipitación.

Los contaminantes orgánicos e inorgánicos de aguas residuales de la refinería:

Un proceso para eliminar contaminantes orgánicos e inorgánicos solubles e insolubles de aguas residuales de la refinería, el empleo de corrientes la ultrafiltración y la ósmosis inversa es proporcionada. Antes del paso de la ultra filtración, primero las aguas

residuales se pasan a través de un sistema que las ablanda para quitar cationes metálicos bivalentes y trivalentes antes de ser pasado al paso de ósmosis inversa para evitar que se ensucie.

Separación de la fase aceitosa del agua:

Uno de los mayores temas de la industria petroquímica es también eliminar el aceite del agua después de los procesos o en caso de escapes que pueden aparecer en la red de tuberías. Para resolver el desafío usted puede utilizar nuestra tecnología de separación por membranas. En el acontecimiento de la limpieza alcalina de petroleros, los niveles de contaminación por emulsionantes son extremadamente altos. La corrección del pH es importante y puede ser necesario utilizar un coagulante mineral por ejemplo.

Lluvia de agua aceitosa: La eliminación del aceite por la filtración o la flotación depende de su solubilidad, del nivel de DBO5 y la concentración de fenoles. El agua puede ser biológicamente purificada. Después que un tratamiento terciario se puede realizar una transformación para eliminar los SS y los fenoles residuales.

Agua del proceso:

Esta agua tiene un contenido salino y de emulsión muy alto y puede contentar contaminación por S 2-. Se puede causar una oxidación catalítica preliminar antes de la eliminación por floculación-flotación y purificación biológica. Dos procesos se utilizan principalmente: - purificación fisicoquímica Esta técnica combina la filtración rápida del agua de lluvia aceitosa y de la FAD , la cual trata efluentes del lavado del filtro y agua emulsionada de la desalación y otros procesos. reciclaje Separación de caudales del agua de lastre (salina pero baja en DOB5) y reciclaje parcial, después de dos estados de purificación biológica del proceso del agua y la lluvia aceitosa del agua (bajo contenido salino) para la torre de refrigeración.

Refinerías de petróleo y metales pesados:

De toda la clase de agua tal como agua del proceso diversos metales pesados deben ser quitados. La tabla de abajo muestra que metales pesados están principalmente presente: Cd ++

Cr ++

Cu +

Hg

Pb ++

Ni +

Sn

Zn ++

ANEXO 3